Citra mikroskop elektron pemindaian jaringan sumsum tulang 3D hasil rekayasa yang dikolonisasi dengan sel darah manusia (merah). Kredit: Andrés García García, Universitas Basel, Departemen Biomedik
“Pabrik darah” tubuh kita terbuat dari jaringan yang sangat terspesialisasi yang mengandung sel-sel tulang, saraf, pembuluh darah, dan beberapa jenis sel lainnya. Para peneliti kini telah menciptakan kembali jaringan kompleks ini di laboratorium hanya dengan menggunakan sel manusia, menandai yang pertama di bidang ini. Sistem baru ini dapat membantu mengurangi jumlah percobaan pada hewan yang diperlukan untuk berbagai jenis penelitian.
Sumsum tulang biasanya bekerja secara diam-diam dan hampir tidak disadari. Ia baru menjadi pusat perhatian ketika fungsinya terganggu, seperti pada kanker darah. Pada saat-saat seperti itu, mengetahui bagaimana darah biasanya diproduksi, dan apa yang menyebabkan proses tersebut terganggu, menjadi sangat penting.
Model Sel Manusia Menawarkan Alat Penelitian Baru
Selama beberapa dekade, sebagian besar penelitian tentang sumsum tulang bergantung pada penelitian hewan atau sistem sel yang disederhanakan yang tidak dapat sepenuhnya meniru lingkungan manusia. Para ilmuwan dari Departemen Biomedik di Universitas Basel dan Rumah Sakit Universitas Basel kini telah menghasilkan model sumsum tulang realistis yang seluruhnya terbuat dari sel manusia. Tim yang dipimpin oleh Profesor Ivan Martin dan Dr. Andrés García García, melaporkan dalam jurnal Cell Stem Cell bahwa platform ini dapat mendukung studi kanker darah, pengujian obat, dan kemungkinan perawatan personalisasi di masa mendatang.
Sumsum tulang mengandung beberapa lingkungan mikro khusus yang dikenal sebagai “ceruk”. Salah satu ceruk yang berperan penting dalam pembentukan sel darah baru terletak di dekat permukaan tulang dan berkaitan dengan kemampuan kanker darah untuk melawan pengobatan. Disebut ceruk endosteal, ceruk ini terdiri dari pembuluh darah, sel imun, saraf, dan sel tulang. Hingga saat ini, belum ada model manusia yang berhasil menggabungkan semua komponen ini dalam satu sistem.
Para peneliti kini telah mengembangkan model yang mereplikasi kompleksitas ini. Penelitian mereka dimulai dengan kerangka tulang buatan yang terbuat dari hidroksiapatit, mineral alami yang terdapat pada gigi dan tulang. Mereka kemudian menggunakan sel manusia yang telah diprogram ulang menjadi sel punca pluripoten melalui teknik biologi molekuler. Sel punca ini dapat berkembang menjadi berbagai jenis sel berdasarkan sinyal yang ada di lingkungannya.
Membangun Sistem Sumsum Tulang 3D yang Fungsional
Tim peneliti memasukkan sel punca ini ke dalam perancah tulang buatan dan memandu mereka melalui langkah-langkah perkembangan yang terkendali untuk menghasilkan beragam jenis sel sumsum tulang. Analisis mereka menunjukkan bahwa struktur tiga dimensi yang dihasilkan sangat mirip dengan relung endosteal manusia. Struktur ini juga lebih besar daripada model sebelumnya, dengan diameter delapan milimeter dan ketebalan empat milimeter. Dengan menggunakan model ini, para peneliti dapat mempertahankan pembentukan sel darah manusia di laboratorium selama beberapa minggu.
About the Author
